CN105537831B - 对金属结构底框进行固定和定型的焊接工装夹具 - Google Patents

Abstract

本发明对金属结构底框进行固定和定型的焊接工装夹具，采用两个三脚形金属框架式支撑座结构的台架和一个长方形金属框架结构支架，将所述支架通过转轴和轴承设置在所述台架上；在台架的一侧设置转动定位机构，在台架上面的两侧设置两组动夹盘，每组动夹盘与导向轴承、导向轴和夹紧气缸连接，每组动夹盘有一块锁定机构安装板，其上设有锁定气缸、锁定机构和定位夹；在台架上面的中间设有端盖定位轮、中档定位销、前档定位销、后档定位销、定锁套、动锁套和气缸脱模机构。本发明的焊接工装夹具能夹得紧、松得开、脱模灵活、操作快捷、便于手工控制气动工具对金属结构底框进行固定和定型后进行焊接且焊接精度好，不易走形，明显提高了工作效率。

Description

对金属结构底框进行固定和定型的焊接工装夹具

技术领域

本发明涉及电工工艺设备的设计与制造技术领域，具体地说，涉及一种对金属结构底框进行固定和定型的焊接工装夹具。

背景技术

目前，对金属结构有较高稳固性要求的产品一般会采用焊接成型的制造方式，但是，金属焊接会产生结构的变形是其面临的一个较大的问题。传统的对变形的控制方法有用夹紧件在夹盘中将被焊件的工件逐个固定支撑的方法，这种方法对变形的控制虽有一定的效果，但是，其夹装的速度较慢，工作效率不高。另一类方法是焊接固定块或定边框再加手扳夹压紧固定的方法。但是，第二种方法因为需要逐个操作多个手扳夹，影响工作效率；还因为边框是定死的，在焊接完成后需要将其强敲脱模，也会影响生产效率，浪费材料。因此，为焊接有较高稳固性的金属结构产品需要有相应专用的、夹得紧、松得开、脱模灵活、操作快捷、便于手工控制气动元件操作的焊接工装夹具。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种对金属结构底框进行固定和定型的焊接工装夹具，它能夹得紧、松得开、脱模灵活、操作快捷、便于手工控制，使被焊接工件的定位及夹紧准确，能满足金属结构产品焊接精度好，工作效率高的要求。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案。

一种对金属结构底框进行固定和定型的焊接工装夹具，含有支架、转轴、轴承、台架，所述台架为两个三脚形金属框架式支撑座结构，在所述台架的顶端安装有轴承；所述支架为长方形金属框架结构，中间设有若干横档，由槽钢焊接成一体或者由搭接件组装而成，在所述支架两侧的中间设有转轴；所述支架通过所述转轴套装在所述轴承内，安装在所述台架的顶端；其特征在于，在所述台架的一侧设有转动定位机构，在所述台架上面的两侧设有两组动夹盘，每组动夹盘外立面的左右与导向轴承和导向轴连接；每组动夹盘立面的外侧中间与夹紧气缸连接，所述夹紧气缸设置在所述支架左右两面的中间，其推进轴与动夹盘的 L形托板连接；每组动夹盘立面的外侧上沿设有锁定机构安装板，在所述锁定机构安装板上设有一个锁定气缸、两个锁定机构和两个定位夹：所述锁定机构含有转杆、定位销拐臂、定位销、定位夹拐臂和复位弹簧；所述定位夹设置在锁定机构安装板上靠近被焊工件的位置，定位夹的手柄与所述定位销拐臂销接，受所述锁定机构控制，用于垂直压紧被焊工件；在所述台架上面的中间设有端盖定位轮、中档定位销、前档定位销、后档定位销、定锁套、动锁套和气缸脱模机构：所述端盖定位轮由多个轮子组成，安装在所述支架外框的长边边缘，端盖定位轮的轮弧紧靠被焊工件的立面；所述前档定位销和后档定位销为圆柱形结构件，它们的顶端设有强磁钢，用于被焊工件前后档的定位；所述中档定位销分为左右各一个只，设置在所述支架的横档上；所述定锁套为矩形金属块，安装在所述支架的横档边缘；所述动锁套与所述动夹盘连接，设置在锁定机构安装板与定锁套的上下位置之间；所述气缸脱模机构由气缸、托板、安装架构成，设置在所述支架的横档上，位于被焊工件的下面，用于被焊工件焊接完成后，在所述锁定机构和所述动夹盘松开时将被焊工件从所述支架上顶起来。

进一步，所述转动定位机构含有转轮、定位套、支件、定位销、弹簧、踏板和安装档：所述转轮固定在所述转轴的外端，用于转动所述台架；所述定位套套在所述转轴外靠近轴承段，用于所述支架的定位；所述支件包含上支件、弹簧架、踏板架和销孔，安装在所述台架的端头、位于所述定位套下方的安装档立面中；所述定位销设置在所述支件的销孔内；所述弹簧套在所述定位销外；所述踏板与所述踏板架销接，可***连接的定位销；所述安装档设置在所述定位套下方台架的一端。

进一步，所述动夹盘为金属条状托盘，在其内立面和平面左右均设有强磁钢，在其里端设有L形托板，所述动夹盘能从两侧搁置和夹紧被焊工件。

进一步，所述导向轴承共有8只，设置在所述支架内侧一直档上位于动夹盘立面的左右两边，导向轴承孔的中心与所述导向轴的中心成一直线；所述导向轴设置在动夹盘立面的左右两边，能与所述导向轴承配合使动夹盘作直线移动；所述导向轴承与导向轴、夹紧气缸配合，能使动夹盘夹紧或松开。

进一步，所述锁定气缸为卧式转动90度气缸，转轴双向连接，安装在锁定机构安装板的中部，其轴与左右两个锁定机构连接，能同时带动所述两个锁定机构和两个定位夹动作。

进一步，所述锁定机构的转杆为条形结构件，其后端有与所述锁定气缸套接的套口，其前段套接所述定位夹拐臂，其中段套接所述定位销拐臂；所述定位销拐臂有销孔与定位销挂板销接；所述定位销为端头有锥度并焊有挂板的圆柱形金属销，用于所述动夹盘的固定，在所述定位销挂板内设有滑槽用于调节行程余量；所述定位夹拐臂套接并固定在所述转杆的前段，在定位夹拐臂内设有驱动所述定位夹的滑槽；所述复位弹簧含有锁销和转杆，用于定位销的辅助复位。

进一步，所述复位弹簧共设有四套，套装在所述定位销外限位的弹簧架内，每两套复位弹簧分别与所述锁定气缸连体装在动夹盘的面板上。

进一步，在所述定锁套的平面上设有圆形锁孔，所述锁孔对准所述动锁套的锁孔，所述定锁套能与锁定气缸、锁定机构配合锁紧所述动夹盘。

进一步，所述动锁套的锁孔与所述锁定机构的锁销以及定锁套的锁孔成一条直线。

本发明对金属结构底框进行固定和定型的焊接工装夹具的积极效果：

（1）提供了一种能夹得紧、松得开、脱模灵活、操作快捷、便于手工控制的对金属结构底框进行固定和定型的焊接工装夹具。

（2）因夹紧、松开用气动元件驱动及滚轮移动快速灵活的特点，明显提高了金属结构底框焊接工作的效率。

（3）本焊接工装夹具因刚性固定的结构特征保证了被焊接工件的定位及夹紧准确，使金属结构底框的焊接精度好，外形不易走形，能满足金属结构产品焊接质量的高要求。

附图说明

图1是本发明对金属结构底框进行固定和定型的焊接工装夹具的结构示意图。

图2是图1中圆圈部分结构的放大图。

图3是图1去掉锁定机构安装板及脱模气缸机构顶起的结构示意图。

图4是图1去掉锁定机构安装板及脱模气缸机构收起的结构示意图。

图5是图4中圆圈部分结构的放大图。

图6是锁定气缸和锁定机构的连接位置结构示意图。

图7是图6中A-A剖视图。

图8是金属结构底框固定在本发明的焊接工装夹具上的结构示意图。

图9是夹紧气缸与动夹盘 L形托板的连接结构示意图。

图中的标号分别为：

1、支架； 2、转轴； 3、轴承；

4、台架； 5、转动定位机构； 501、转轮；

502定位套； 503、支件； 504、定位销；

505、弹簧； 506、踏板； 507、安装档；

6、端盖定位轮； 7、中档定位销； 8、前档定位销；

9、后档定位销； 10、定锁套； 11、导向轴承；

12、导向轴； 13、动夹盘； 14、动锁套；

15、夹紧气缸； 16、锁定气缸； 17、锁定机构；

1701、转杆； 1702、定位销拐臂； 1703、定位销；

1704、定位夹拐臂； 1705、复位弹簧； 18、定位夹；

19、脱模气缸机构； 20、L形托板； 21、被焊工件。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明对金属结构底框进行固定和定型的焊接工装夹具的具体实施方式，但是应该指出，本发明的实施不限于以下的实施方式。

参见图1。一种对金属结构底框进行固定和定型的焊接工装夹具，含有支架1、转轴2、轴承3、台架4、转动定位机构5、端盖定位轮6、中档定位销7、前档定位销8、后档定位销9、定锁套10、动夹盘13、锁定气缸16、锁定机构17、转杆1701、定位销拐臂1702、定位销1703、定位夹拐臂1704、复位弹簧1705、定位夹18、脱模气缸机构19和 L形托板20。

所述台架4为整个焊接工装夹具的支撑座，为两个三脚形金属框架式支撑座结构。在所述台架4的顶端安装轴承3。所述支架1为长方形金属框架结构，中间设有若干横档，由槽钢焊接成一体或者由搭接件组装而成。将所述支架1通过其两侧中间设置的转轴2与台架4顶端的轴承3连接——所述转轴2安装在所述支架1两端的中间并套装在所述左右两只轴承3内，安装在所述台架4的顶端。

在所述台架4的一侧（左右侧皆可）设置转动定位机构5。所述转动定位机构5由转轮501、定位套502、支件503、定位销504、弹簧505、踏板506和安装档507构成：所述转轮501固定在所述转轴2的外端，用于转动所述台架4。所述定位套502套在所述转轴2外靠近轴承3段，其上开有定位孔，用于所述支架1的定位。所述支件503包含上支件、弹簧架、踏板架和销孔。将支件503安装在所述台架4的端头位于所述定位套502下方的安装档立面中，将支件503的上支件设置在靠近定位套502的下方，在所述上支件上设置销孔，在所述上支件销孔中设置弹簧架，将所述定位套502的销孔与所述上支件销孔设置呈上下成一直线，将所述踏板架设置在下方用于安装定位销504和踏板506。将所述定位销504设置在所述支件503的销孔内，在弹簧架内设置挡槽，在挡槽的下端设置横销孔与踏板销接，在挡槽的上端设置弹簧505插进所述定位套502的定位孔内。将所述弹簧505套在所述定位销504外、限位于所述上支件销孔内设置的弹簧架内。在所述踏板506 前面的两侧设置销孔并与所述踏板架销接，在所述踏板506稍后的两侧设置销孔与所述定位销504销接并在同一位置的中间设置孔可***连接的定位销504。将所述安装档507设置在所述定位套502下方台架4的一端。

在所述台架4上面的两侧设置两组动夹盘13。所述动夹盘13采用金属条状托盘的结构形式，在其内立面和平面左右均设有强磁钢；在所述动夹盘13的里端设有L形托板20，所述动夹盘13能从两侧搁置和夹紧被焊工件。每组动夹盘13外立面的左右与导向轴承11、导向轴12和夹紧气缸15连接，所述导向轴承11共有8只，设置在所述支架1内侧一直档上、位于动夹盘13立面的左右两边，所述导向轴承11孔的中心与所述导向轴12的中心成一直线。所述导向轴12设置在所述动夹盘13立面的左右两边，能与所述导向轴承11配合使动夹盘13作直线移动。

每组动夹盘13立面的外侧中间与夹紧气缸15连接：将所述夹紧气缸15设置在所述支架1左右两面的中间，将夹紧气缸15推进轴与动夹盘13的 L形托板20连接（参见图4和图9）。所述导向轴承11与导向轴12、夹紧气缸15配合，能使动夹盘13夹紧或者松开。

每组动夹盘13立面的外侧上沿设有锁定机构安装板，在所述锁定机构安装板上设有一个锁定气缸16、两个锁定机构17和两个定位夹18（参见图6）：所述锁定气缸16采用卧式转动90度气缸，转轴双向连接，安装在所述锁定机构安装板的中部，锁定气缸16的转轴与左右两个锁定机构17连接，能同时带动所述两个锁定机构17和两个定位夹18动作。所述定位夹18 采用外购结构件，设置在所述锁定机构安装板上靠近被焊工件的位置，定位夹18的手柄与锁定机构17的定位销拐臂1702销接，受锁定机构17控制，用于垂直压紧被焊工件。

每个锁定机构17含有转杆1701、定位销拐臂1702、定位销1702、定位夹拐臂1704和复位弹簧1705（参见图2和图7）。所述转杆1701为条形结构件，转杆1701的后端设有与所述锁定气缸16的转轴套接的套口，转杆1701的前段套接所述定位夹拐臂1704，转杆1701的中段套接所述定位销拐臂1702，所述定位销拐臂1702设有销孔与定位销1703的挂板销接。所述定位销1703为端头有锥度并焊有挂板的圆柱形金属销，用于动夹盘13的固定，在所述定位销1703挂板内设有滑槽用于调节行程余量。所述定位夹拐臂1704套接并固定在所述转杆1701的前段，在定位夹拐臂1704内设有便于驱动位移的滑槽，用于驱动所述定位夹18。所述复位弹簧1705含有锁销和转杆，共设有四套复位弹簧1705；其中，每两套复位弹簧1705分别与所述锁定气缸16连体装在动夹盘13的面板上，其锁销与动锁套14、定锁套10的锁孔设置成一条直线（参见图7），其转杆与锁定气缸16的转轴连接，用于定位销1703的辅助复位。将所述复位弹簧1705套装在动夹盘13定位销1703外限位的弹簧架内。

在所述台架4上面的中间设置端盖定位轮6、中档定位销7、前档定位销8、后档定位销9、定锁套10、动锁套14（参见图7）和气缸脱模机构19（参见图3）。所述端盖定位轮6由多个轮子组成，安装在所述支架1外框的长边边缘、处于被焊接工件在所述焊接工装夹具移动的范围内；所述端盖定位轮6的轮弧紧靠被焊工件的立面。

所述前档定位销8为圆柱形结构件，其顶端设有强磁钢，用于被焊工件前档的定位。所述中档定位销7，分为左右各一个只，设置在所述支架1的横档上、位于被焊工件中档左右两个长圆孔内、并分别紧靠孔弧边（参见图8），即左中档定位销7紧靠左长圆孔内左弧边，右中档定位销7紧靠右长圆孔内右弧边。所述后档定位销9为圆柱形结构件，其顶端有强磁钢，用于被焊工件后档的定位。

所述定锁套10为矩形金属块，在其平面上设有圆形锁孔，安装在所述支架1的横档边缘，其锁孔对准动锁套14的锁孔，能与锁定气缸16、锁定机构17配合锁紧动夹盘13。

所述动锁套14与动夹盘13连接，设置在锁定机构17安装板与定锁套10的上下之间，其锁孔与锁定机构17的锁销以及定锁套10的锁孔成一条直线。

所述气缸脱模机构19由气缸、托板、安装架构成，设置在所述支架1的横档上，位于被焊工件的下面，用于被焊工件焊接完成后，在锁定机构17和动夹盘13松开后，将被焊工件从支架1上顶起来，可轻松移走（参见图5）。

本发明对金属结构底框进行固定和定型的焊接工装夹具的工作程序为：

（1）松开转动定位机构5，将支架1调至水平位置后再将转动定位机构5定位。

（2）检查：动夹盘13、锁定机构17、脱模气缸机构19都应处于松开位置。

（3）将被焊工件的左支座、右支座分别放在动夹盘13里端的L形托板20上，所述左支座和右支座的端面应紧靠端盖定位轮6。

继续将被焊工件的前档、中档和后档放到各定位销（中档定位销7、前档定位销8和后档定位销9）准确定位（参见图8）。

被焊接金属结构底框为矩形：可由左档、右档、前档、中档、后档及附件焊接成形一体。

（4）将夹紧气缸15打开，使气缸轴推进带动左支座、右支座前进，左支座、右支座在端盖定位轮6的作用下稳定前行，当夹紧气缸15到位时，左支座、右支座与前档、中档、后档准确搭接。

（5）打开锁定气缸16，由锁定气缸16转动带动锁定机构17的定位销拐臂1702和定位夹拐臂1704使定位销1703下插，将动夹盘13紧锁在支架1上，阻止热应力后退；同时，锁定机构17带动定位夹18夹头向前下压，压紧左支座、右支座，完成夹紧定位。

（6）启动焊机开始焊接：由内面、正面、背面点焊定形，按图焊接至完成。

（7）焊接完成后，关闭锁定气缸16，使锁定气缸16复位，拉动锁定机构17松开被焊工件；关闭夹紧气缸15，使夹紧气缸15复位并拉动动夹盘13松开被焊工件；开启脱模气缸机构19，使脱模气缸上顶，将焊接好的金属结构底框顶出支架1。

（8）对接好的金属结构底框进行产品检验。

Claims (9)

1.一种对金属结构底框进行固定和定型的焊接工装夹具，含有支架（1）、转轴（2）、轴承（3）、台架（4），所述台架（4）为两个三角形金属框架式支撑座结构，在所述台架（4）的顶端安装有轴承（3）；所述支架（1）为长方形金属框架结构，中间设有若干横档，由槽钢焊接成一体或者由搭接件组装而成，在所述支架（1）两侧的中间设有转轴（2）；所述支架（1）通过所述转轴（2）套装在所述轴承（3）内，安装在所述台架（4）的顶端；其特征在于，在所述台架（4）的一侧设有转动定位机构（5），在所述台架（4）上面的两侧设有两组动夹盘（13），每组动夹盘（13）外立面的左右与导向轴承（11）和导向轴（12）连接；每组动夹盘（13）外立面的中间与夹紧气缸（15）连接，所述夹紧气缸（15）设置在所述支架（1）左右两面的中间，其推进轴与动夹盘（13）的 L形托板（20）连接；每组动夹盘（13）外立面的上沿设有锁定机构安装板，在所述锁定机构安装板上设有一个锁定气缸（16）、两个锁定机构（17）和两个定位夹（18）：所述锁定机构（17）含有转杆（1701）、定位销拐臂（1702）、定位销（1703）、定位夹拐臂（1704）和复位弹簧（1705）；所述定位夹（18）设置在锁定机构安装板上靠近被焊工件（21）的位置，定位夹（18）的手柄与所述定位销拐臂（1702）销接，受所述锁定机构（17）控制，用于垂直压紧被焊工件（21）；在所述台架（4）上面的中间设有端盖定位轮（6）、中档定位销（7）、前档定位销（8）、后档定位销（9）、定锁套（10）、动锁套（14）和气缸脱模机构（19）：所述端盖定位轮（6）由多个轮子组成，安装在所述支架（1）外框的长边边缘，端盖定位轮（6）的轮弧紧靠被焊工件（21）的立面；所述前档定位销（8）和后档定位销（9）为圆柱形结构件，它们的顶端设有强磁钢，用于被焊工件（21）前后档的定位；所述中档定位销（7）分为左右各一个只，设置在所述支架（1）的横档上；所述定锁套（10）为矩形金属块，安装在所述支架（1）的横档边缘；所述动锁套（14）与所述动夹盘（13）连接，设置在锁定机构安装板与定锁套（10）的上下位置之间；所述气缸脱模机构（19）由气缸、托板、安装架构成，设置在所述支架（1）的横档上，位于被焊工件（21）的下面，用于被焊工件（21）焊接完成后，在所述锁定机构（17）和所述动夹盘（13）松开时将被焊工件（21）从所述支架（1）上顶起来。

2.根据权利要求1所述的对金属结构底框进行固定和定型的焊接工装夹具，其特征在于，所述转动定位机构（5）含有转轮（501）、定位套（502）、支件（503）、定位销（504）、弹簧（505）、踏板（506）和安装档（507）：所述转轮（501）固定在所述转轴（2）的外端，用于转动所述支架（1）；所述定位套（502）套在所述转轴（2）外靠近轴承（3）段，用于所述支架（1）的定位；所述支件（503）包含上支件、弹簧架、踏板架和销孔，安装在所述台架（4）的端头、位于所述定位套（502）下方的安装档立面中；所述定位销（504）设置在所述支件（503）的销孔内；所述弹簧（505）套在所述定位销（504）外；所述踏板（506）与所述踏板架销接，在所述踏板（506）上连接有定位销（504）；所述安装档（507）设置在所述定位套（502）下方台架（4）的一端。

3.根据权利要求1所述的对金属结构底框进行固定和定型的焊接工装夹具，其特征在于，所述动夹盘（13）为金属条状托盘，在其里端设有L形托板（20），在所述L形托板（20）的内立面和平面左右均设有强磁钢，所述动夹盘（13）能从两侧搁置和夹紧被焊工件（21）。

4.根据权利要求1所述的对金属结构底框进行固定和定型的焊接工装夹具，其特征在于，所述导向轴承（11）共有8只，设置在所述支架（1）内侧一直档上位于动夹盘（13）外立面的左右两边，导向轴承（11）孔的中心与所述导向轴（12）的中心成一直线；所述导向轴（12）设置在动夹盘（13）外立面的左右两边，能与所述导向轴承（11）配合使动夹盘（13）作直线移动；所述导向轴承（11）与导向轴（12）、夹紧气缸（15）配合，能使动夹盘（13）夹紧或松开。

5.根据权利要求1所述的对金属结构底框进行固定和定型的焊接工装夹具，其特征在于，所述锁定气缸（16）为卧式转动90度气缸，转轴双向连接，安装在锁定机构安装板的中部，其轴与左右两个锁定机构（17）连接，能同时带动所述两个锁定机构（17）和两个定位夹（18）动作。

6.根据权利要求1所述的对金属结构底框进行固定和定型的焊接工装夹具，其特征在于，所述锁定机构（17）的转杆（1701）为条形结构件，其后端有与所述锁定气缸（16）套接的套口，其前段套接所述定位夹拐臂（1704），其中段套接所述定位销拐臂（1702）；所述定位销拐臂（1702）有销孔与定位销（1703）挂板销接；所述定位销（1703）为端头有锥度并焊有挂板的圆柱形金属销，用于所述动夹盘（13）的固定，在所述定位销（1703）挂板内设有滑槽用于调节行程余量；所述定位夹拐臂（1704）套接并固定在所述转杆（1701）的前段，在定位夹拐臂（1704）内设有驱动所述定位夹（18）的滑槽；所述复位弹簧（1705）含有锁销和转杆，用于定位销（1703）的辅助复位。

7.根据权利要求6所述的对金属结构底框进行固定和定型的焊接工装夹具，其特征在于，所述复位弹簧（1705）共设有四套，套装在所述定位销（1703）外限位的弹簧架内，每两套复位弹簧（1705）分别与所述锁定气缸（16）连体装在动夹盘（13）的面板上。

8.根据权利要求1所述的对金属结构底框进行固定和定型的焊接工装夹具，其特征在于，在所述定锁套（10）的平面上设有圆形锁孔，所述锁孔对准所述动锁套（14）的锁孔，所述定锁套（10）能与锁定气缸（16）、锁定机构（17）配合锁紧所述动夹盘（13）。

9.根据权利要求1所述的对金属结构底框进行固定和定型的焊接工装夹具，其特征在于，所述动锁套（14）的锁孔与所述锁定机构（17）的锁销以及定锁套（10）的锁孔成一条直线。